專利名稱：太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力驅(qū)動裝置，特別是一種太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝 置，屬于船舶動力裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，世界物資運輸需要的船舶數(shù)量日益增多，船舶排放的廢棄物 對環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。環(huán)保型動力裝置在保證燃料經(jīng)濟性的同時，也注重環(huán)境的影響。太 陽能與風(fēng)力推進(jìn)可以抵抗世界石油危機的影響，也符合環(huán)境要求的潮流。無論是太陽能還 是風(fēng)能的產(chǎn)生，都是不連續(xù)的，因此僅僅依賴它們作為船舶動力而不設(shè)置任何儲能設(shè)備，船 舶是無法正常航行。利用儲能設(shè)備可以把太陽能儲存起來，在太陽能和風(fēng)能無法產(chǎn)生時，為 船舶提供動力，使船舶可以在無風(fēng)的夜間繼續(xù)航行。已有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N200610157596. 1的〃 一種太陽能船〃發(fā)明專利，是將太 陽能電池發(fā)出的電能，借助氣體壓縮機以壓縮空氣的方式存儲能量，儲存的能源容量有限。 申請?zhí)枮镃N200810029639.7的"一種以風(fēng)能和太陽能為主要動力源的交通運輸船"發(fā)明 專利，是借助蓄電池解決電能儲存，同樣具有容量小、電池壽命短和充電時間長的弊病，達(dá) 不到連續(xù)航行的動力要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本實用新型提供一種太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù) 驅(qū)動裝置。該裝置在太陽能風(fēng)帆和太陽能帆板上均安裝太陽能電池板，可在不同的環(huán)境條 件下選擇由風(fēng)能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能和風(fēng)力共同驅(qū)動；或是 利用超級電容組儲存的電能驅(qū)動，使船舶總是可以持續(xù)地正常航行。完全克服了船舶在無 風(fēng)、無日照的天氣下不能航行的弊病。同時，該實用新型安裝的超級電容組，為船舶提供了 一種容量巨大的電能存儲裝置，使船舶可以完全不再消耗燃油或消耗燃?xì)獾瘸Ｒ?guī)能源，即 可長期遠(yuǎn)程航行在遠(yuǎn)洋的航線上，為節(jié)能和環(huán)保兩種目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下。本實用新型包括太陽能風(fēng) 帆，太陽能帆板，電流分配器，充放電控制器，超級電容組，電磁接觸器，逆變器，變壓器，交 流電動機，推進(jìn)器。其中，太陽能風(fēng)帆安裝在船舶甲板上，其表面安裝太陽能電池板，太陽 能帆板安裝在船舶左右舷外的空間，其表面也安裝太陽能電池板，太陽能風(fēng)帆上的太陽能 電池板與太陽能帆板上的太陽能電池板連接后與電流分配器的輸入端連接，電流分配器的 輸出端分別與充放電控制器的輸入端和逆變器的輸入端連接。充放電控制器的輸出端與 超級電容組的輸入端相連接，超級電容組的輸出端通過電磁接觸器也與逆變器的輸入端連 接。電磁接觸器的控制端與電流分配器的控制端相連，并由電流分配器控制電磁接觸器的 動作。逆變器的輸出端通過變壓器與交流電動機的輸入端口電連接。交流電動機輸出端與 推進(jìn)器軸連接。超級電容組由29個超級電容箱組成，每個超級電容箱內(nèi)安裝14個超級電容，每個超級電容容量為80000法拉。超級電容箱由深圳富威康超級電容科技有限公司生產(chǎn)，型號為14UCE1580000，電壓范圍為DC 320-620V，最大放電電流為400A，恒流充電電流250A，絕 緣耐壓AC2200V。具體應(yīng)用時，可根據(jù)實際情況由若干個超級電容組并聯(lián)使用。太陽能風(fēng)帆安裝的太陽能電池板在陽光的照射下，可以持續(xù)發(fā)電、輸出電流。太陽 能帆板由于安裝在船舶左右舷外的空間，其面積大小，不受船舶本身尺寸大小的限制，它可 以制成面積很大的結(jié)構(gòu)，以便安裝盡可能多的太陽能電池板，組成強大的太陽能電池板發(fā) 電陣列，提供浩大的電量。當(dāng)太陽能充足時，太陽能電池板發(fā)出的多余的直流電通過充放電 控制器調(diào)制到適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷核剑斔偷匠夒娙萁M的輸入端，向超級電容組充電。超 級電容組存儲的電能，可以準(zhǔn)備在任何時刻使用，以驅(qū)動船舶。用于驅(qū)動推進(jìn)器的電能通過 逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡?jīng)由變壓器引入交流電動機的輸入端。當(dāng)太陽能電池板達(dá)不到足夠 的電流輸出、風(fēng)力又不足以驅(qū)動船舶時，電流分配器控制電磁接觸器聯(lián)通，使超級電容組向 逆變器的輸入端放電。電流經(jīng)逆變器的輸出端流出后，經(jīng)變壓器引入交流電動機的輸入端 口。在交流電動機的驅(qū)動下，推進(jìn)器按要求運轉(zhuǎn)，驅(qū)動船舶前進(jìn)本實用新型可在不同的環(huán)境 條件下選擇由風(fēng)能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能和風(fēng)力共同驅(qū)動；或 是利用超級電容組儲存的電能驅(qū)動，使船舶總是可以持續(xù)地正常航行。本實用新型的有益效果本實用新型可以使船舶完全不依靠常規(guī)能源，全部利用 大自然提供的綠色能源——太陽能和風(fēng)能進(jìn)行持續(xù)的航行，避免了常規(guī)能源的消耗，完全 克服了發(fā)動機排放物對環(huán)境的污染。同時，也免除了生產(chǎn)和銷毀鉛酸蓄電池的二次污染。迄 今為止，還沒有一種遠(yuǎn)洋船舶是完全脫離常規(guī)能源驅(qū)動的。本實用新型為綠色海洋建設(shè)和 綠色船舶建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1是太陽能風(fēng)帆，2是太陽能帆板，3是電流分配器，4是充放電控制器，5是超 級電容組，6是電磁接觸器，7是逆變器，8是變壓器，9是交流電動機，10推進(jìn)器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施作進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實用新型包括太陽能風(fēng)帆1，太陽能帆板2，電流分配器3，充放電 控制器4，超級電容組5，電磁接觸器6，逆變器7，變壓器8，交流電動機9，推進(jìn)器10。其中， 太陽能風(fēng)帆1安裝在船舶甲板上，其表面安裝太陽能電池板，太陽能帆板2安裝在船舶左右 舷外的空間，其表面也安裝太陽能電池板，太陽能風(fēng)帆1上的太陽能電池板與太陽能帆板2 上的太陽能電池板連接后與電流分配器3的輸入端連接，電流分配器3的輸出端分別與充 放電控制器4的輸入端和逆變器7的輸入端連接。充放電控制器4的輸出端與超級電容組 5的輸入端相連接，超級電容組5的輸出端通過電磁接觸器6也與逆變器7的輸入端連接。 電磁接觸器6的控制端與電流分配器3的控制端相連，并由電流分配器3控制電磁接觸器 6的動作。逆變器7的輸出端通過變壓器8與交流電動機9的輸入端口電連接。交流電動 機9輸出端與推進(jìn)器10軸連接。超級電容組5由29個超級電容箱組成，每個超級電容箱內(nèi)安裝14個超級電容，每個超級電容容量為80000法拉。超級電容箱由深圳富威康超級電容科技有限公司生產(chǎn)，型 號為14UCE1580000，電壓范圍為DC 320-620V，最大放電電流為400A，恒流充電電流250A， 絕緣耐壓AC2200V。具體應(yīng)用時，可根據(jù)實際情況由若干個超級電容組5并聯(lián)使用。 太陽能風(fēng)帆1安裝的太陽能電池板在陽光的照射下，可以持續(xù)發(fā)電、輸出電流。太 陽能帆板2由于安裝在船舶左右舷外的空間，其面積大小，不受船舶本身尺寸大小的限制， 它可以制成面積很大的結(jié)構(gòu)，以便安裝盡可能多的太陽能電池板，組成強大的太陽能電池板發(fā)電陣列，提供浩大的電量。當(dāng)太陽能充足時，太陽能電池板發(fā)出的多余的直流電通過充 放電控制器4調(diào)制到適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷核?，輸送到超級電容組5的輸入端，向超級電容組 5充電。超級電容組5存儲的電能，可以準(zhǔn)備在任何時刻使用，以驅(qū)動船舶。用于驅(qū)動推進(jìn) 器10的電能通過逆變器7轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，?jīng)由變壓器8引入交流電動機9的輸入端。當(dāng)太 陽能電池板達(dá)不到足夠的電流輸出、風(fēng)力又不足以驅(qū)動船舶時，電流分配器3控制電磁接 觸器6聯(lián)通，使超級電容組5向逆變器7的輸入端放電。電流經(jīng)逆變器7的輸出端流出后， 經(jīng)變壓器8引入交流電動機9的輸入端口。在交流電動機9的驅(qū)動下，推進(jìn)器10按要求運 轉(zhuǎn)，驅(qū)動船舶前進(jìn)。本實用新型可在不同的環(huán)境條件下選擇由風(fēng)能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能 單獨驅(qū)動船舶；由太陽能和風(fēng)力共同驅(qū)動；或是利用超級電容組儲存的電能驅(qū)動，使船舶 總是可以持續(xù)地正常航行。
權(quán)利要求一種太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝置，包括太陽能風(fēng)帆(1)，太陽能帆板(2)，電流分配器(3)，充放電控制器(4)，超級電容組(5)，電磁接觸器(6)，逆變器(7)，變壓器(8)，交流電動機(9)，推進(jìn)器(10)；其特征在于，太陽能風(fēng)帆(1)安裝在船舶甲板上，其表面安裝太陽能電池板，太陽能帆板(2)安裝在船舶左右舷外的空間，其表面也安裝太陽能電池板，太陽能風(fēng)帆(1)上的太陽能電池板與太陽能帆板(2)上的太陽能電池板連接后與電流分配器(3)的輸入端連接，電流分配器(3)的輸出端分別與充放電控制器(4)的輸入端和逆變器(7)的輸入端連接；充放電控制器(4)的輸出端與超級電容組(5)的輸入端相連接，超級電容組(5)的輸出端通過電磁接觸器(6)也與逆變器(7)的輸入端連接；電磁接觸器(6)的控制端與電流分配器(3)的控制端相連，逆變器(7)的輸出端通過變壓器(8)與交流電動機(9)的輸入端口電連接，交流電動機(9)輸出端與推進(jìn)器(10)軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝置，其特征是所述的超級電 容組(5)由29個超級電容箱組成，每個超級電容箱內(nèi)安裝14個超級電容，每個超級電容容 量為80000法拉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝置，其特征是所述的超級電 容箱是型號為14UCE1580000，電壓范圍為DC 320-620V，最大放電電流為400A，恒流充電電 流250A，絕緣耐壓AC2200V。
專利摘要太陽能風(fēng)帆船的電力持續(xù)驅(qū)動裝置，屬于船舶動力裝置領(lǐng)域。本實用新型在太陽能風(fēng)帆和太陽能帆板上均安裝太陽能電池板，可在不同的環(huán)境條件下選擇由風(fēng)能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能單獨驅(qū)動船舶；由太陽能和風(fēng)力共同驅(qū)動；或是利用超級電容組儲存的電能驅(qū)動，使船舶總是可以持續(xù)地正常航行。本實用新型徹底克服了常規(guī)能源在船舶運行中的環(huán)境污染和昂貴的能源費用，為綠色海洋建設(shè)和綠色船舶建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號B63H21/17GK201553294SQ20092031726
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者任龍飛, 張桂臣, 馬捷, 黃文超 申請人:上海交通大學(xué)